永磁同步电机驱动死区补偿

1 死区效应及补偿

1. 1 死区效应

在本文的电机控制嵌入式系统中,逆变器为三 相电压型桥式逆变电路,如图 1 所示。 在理想状态 下,上桥臂和下桥臂的控制信号满足互补通断原则, 即上桥臂开通时,下桥臂关断,反之亦然。 而在实际 应用中,开关管的通断需要一定的开通时间 t on 和关 断时间 t off。 为避免上桥臂和下桥臂发生短路,在 PWM 控制信号中加入死区时间 t d ,驱动信号如图 2 所示。 此外,在开关管导通和二极管续流时,电机相 电压会产生一定的压降(开关管压降 Vs 和二极管压 降 Vd ),电机的电压波形如图 3 所示。

综上所述,死区效应是由死区时间、开关管的开 通时间和关断时间、开关管压降以及二极管压降所导致的。 根据伏秒等效原理,在一个开关周期内,等 效死区时间 terr 可表示

式中: Ts 和 Ts1 分别代表 PWM 波的周期和上桥臂的 实际导通时间。

1. 2 矢量控制及 SVPWM 调制

 本文的永磁同步电机闭环控制系统采用矢量控 制策略,交轴电流 i d 和直轴电流 i q 分别独立控制,设 定 i d = 0,使定子磁链保持恒定;只需通过改变 i q 的 值即可实现对电磁转矩的控制。 逆变 器 的 控 制 采 用 空 间 矢 量 脉 宽 调 制 (SVPWM)技术,通过基本电压空间矢量的线性组 合,使电机内部的定子磁链为矢量圆,从而保证电机 输出稳定的电磁转矩。 对应于上桥臂的开关状态(000,0

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